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真空中能传声吗?

发布时间:2021-07-31 08:46:55 浏览数:

一、真空能否传声?

固体传声的效果比液体好,液体传声的效果比气体好,那么声音在稀薄的气体中或真空中传播的效果如何呢?真空能否传声呢?为此,科学家最早运用理想实验法,根据实验现象推出最终的结果.下面我们来看一看实验与推理过程.

1.实验装置设计

将某一响度稳定的声源(如小闹钟或手机)放入密闭的容器(带有橡皮塞及导管或橡皮管,并与抽气机相连)内,并且用抽气机将容器里的气体抽出,使容器里的空气越来越稀薄(如图).为了防止声源与玻璃(固体)接触将声音传出来,一般采用在瓶底垫泡沫塑料块,将声源放在泡沫塑料块上,也可用细线悬挂声源,以防声音通过固体(玻璃)传出.

2.实验过程设计

1)使声源振动发声,这时人能听到声源发出的声音,说明声音能在空气中传播.

(2)盖上塞子,并接好抽气机,进行抽气.随着抽气时间变长,瓶内空气变得越来越稀薄,听到瓶内传出的声音是否越来越小.

(3)拔出塞子或橡皮管,将空气放进瓶内,听声音是否变大.

(4)重新塞好塞子或插好橡皮管,用抽气机抽气,听声音是否越来越小.

3.实验推理

随着抽气机抽气时间变长,瓶内空气变得越来越稀薄,听到从瓶内传出的声音越来越小.由此推理,假设将瓶内抽成真空,将听不到从瓶内传出的声音.

4.实验与推理结论

声音在真空中不能传播.

通过这个实验我们发现声音的传播需要介质,生活中的事例也说明了这一点.

二、真空可以当作噪声的克星

在地球上并不是所有的声音都是我们需要的.现代社会噪声污染尤为严重,许多建筑物的装潢中就要考虑到材料的隔声性能要强.比如在门窗行业中都会采用一种真空玻璃,这种真空玻璃是将两片平板钢化玻璃四周密闭起来,将其间隙抽成真空并密封排气孔,两片玻璃之间的间隙只有0.1~0.2mm,虽然很薄的一层空隙,却能很好地发挥其隔音的功能.在它能减少城市中各种噪音的干扰的同时,冬天还能保暖,夏天能起到隔热的作用,为人们营造了一个安静、舒适的生活和工作环境.

另一方面,真空不但能阻隔可听声,也可以阻隔超声波、次声波.随着高新技术的迅猛发展,越来越多的国家开始把声音作为武器投入实战,形形色色的声波武器相继诞生,如次声波武器、超声波武器等.军队的武器装备和战争模式随之发生了巨大的变化,声波武器将成为未来战场上的超级“无声杀手”.前不久,位于美国加州圣地亚哥市的美国技术公司就研制出一种用声波作子弹的枪.科学家在试验中发现,声脉冲达到一定强度就能穿越数道墙壁而不被减弱,还能穿越石头、砖头和金属.传统的房屋屏障碰上这种武器就无安全可言.但被攻击的目标周围如果有一个真空隔离带的话,这类声波武器便无用武之地了.

三、宇宙静悄悄

我们生活在一个充满声音的世界里,每天我们都能听到音乐声、鸟叫声、流水声、叫卖声、机器的轰鸣声等等.那么离开地球,离我们既近又遥远的宇宙也像我们地球一样嘈杂吗?我们能在地球上听到各种声音那是因为地球周围有一层大气层,声音主要靠空气传播.但到了宇宙空间那就完全不同了.宇宙非常大,我们所见的不外是恒星、星云、尘埃,大部分空间都是一种真空状态,真空是一种不存在任何物质的空间状态.在真空中,即使有声源在振动,由于没有介质,这种振动也无法传递到远处.电磁波的传递却不受真空的影响.光是一种电磁波,所以在地球上的人们能够接受到1.4亿千米以外来自太阳的光和热,也可以在晚上放眼天空看到满天的繁星,却从来不会接受到来自宇宙的声音.

可想而知,整个宇宙总是静悄悄的,包括在离我们最近的月球上.月球的引力只有地球的1/6,离太阳近温度又高,气体分子运动太快而无法被月球拉住,所以月球上没有大气.登上月球的宇航员直接面对面的讲话,只能看到对方嘴形的变化,却无法接收到对方的声音,科学家为了解决这个问题就采用了一种可以在真空中传播的电磁波——无线电波.同样,流星或者陨石落在地球上会产生巨大的声音,但它落在月球上,即使你就在附近也是听不到任何撞击声的.美国宇航局要测地月之间的距离不用超声波而用激光也就可想而知了.

值得一提的是,在一些科幻电影中却存在许多违反简单物理学原理的场面.如《星球大战》这部电影,里面许多跟太空有关的场面中,每当各种星球巡航舰和战船齐齐开火时,电影观众们都能“享用”到各种各样的声响:呼嗖声、尖啸声和爆裂声等.这些显然不科学.

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